python执行系统命令

欢迎关注”生信修炼手册”!

在实际开发中，除了编写python自身的代码外，还经常需要执行操作系统的命令。在python3中，推荐使用subprocess模块来执行系统命令，基本用法如下

# 导入模块
>>> import subprocess
# 执行系统命令 wc-l
>>> cmd = subprocess.run(['ls','-l'])
# 运行状态，运行成功返回0
>>> cmd.returncode
0

上述代码中通过一个列表来记录执行的命令，软件名称，选项，参数等都对应列表中的一个元素。直接将软件的设置一个个分隔成列表元素是比较繁琐的，推荐下列写法

>>> import shlex, subprocess
>>> command_line = 'ls -l'
>>> args = shlex.split(command_line)
>>> subprocess.run(args)

通过shlex模块的split功能，可以将字符串分隔成合适的参数列表。当然你也可以直接使用字符串参数，用法如下

>>> cmd = subprocess.run('ls -l', shell = True)

注意，必须设置shell参数的值为True才可以支持字符串写法，否则程序会认为第一个参数是一个文件路径，找不到该路径，然后报错

>>> cmd = subprocess.run('ls -l')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
File "/usr/lib/python3.5/subprocess.py", line 693, in run
with Popen(*popenargs, **kwargs) as process:
File "/usr/lib/python3.5/subprocess.py", line 947, in __init__
restore_signals, start_new_session)
File "/usr/lib/python3.5/subprocess.py", line 1551, in _execute_child
raise child_exception_type(errno_num, err_msg)
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'ls -l'

shell参数的真正作用是交给系统的shell脚本来执行命令，比如复杂的linux命令

>>> subprocess.run('cat config.txt | grep "samples" | cut -f1 > a.txt', shell = True)

除了单纯执行系统命令外，有时

>>> cmd = subprocess.run('ls -l', shell = True, capture_output=True)
>>> cmd.stdout.decode('utf8')

设置capture_output参数的值为True, 在返回对象中会包含stdout属性，默认以字节形式返回执行的结果，只需要用decode解码，即可转换为字符串。

另外，还支持限定执行时间，如果超时，则报错，写法如下

>>> cmd = subprocess.run('ls -l', shell = True, timeout = 100)

time参数的单位为秒, 对于联网下载数据等操作，设置超时时间，可以避免因为网络原因引起的阻塞。

以上这些都是基本用法，在subprocess模块中，还提供了Popen方法，提供了更加灵活强大的功能，可以控制系统命令的输入输出，通过管道连接多个命令。控制标准输入的经典使用场景是运行交互式的命令，用法如下

>>> import subprocess
# stdin 控制标准输入流
# stdout 控制标准输出流
>>> s = subprocess.Popen("python", stdout=subprocess.PIPE, stdin=subprocess.PIPE, shell=True)
# 向标准输入流写入参数
>>> s.stdin.write(b"print('hello')")
14
>>> s.stdin.close()
# 从标准输出流读出运行结果
>>> out = s.stdout.read().decode("utf8")
>>> s.stdout.close()
>>> out
'hello\n'

还有一种用法是捕获程序的标准输出和标准错误流，用法如下

>>> p = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout = subprocess.PIPE)
>>> outs, errors = p.communicate()

outs存储的是程序的输出结果，error存储的是程序的报错信息。又时我们希望不显示程序的输出和报错信息，此时可以将标准输出和标准错误流重定向到/dev/null，写法如下

>>> subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout = subprocess.DEVNULL, stderr = subprocess.DEVNULL)

更多用法请查看subprocess模块的API文档。

·end·

—如果喜欢，快分享给你的朋友们吧—

关注我们，解锁更多精彩内容！